题目内容
2003年10月15日,我国成功发射了“神舟”五号载人宇宙飞船.火箭全长58.3m,起飞质量为479.8t,刚起飞时,火箭竖直升空,航天员杨利伟有较强的超重感,仪器显示他对座舱的最大压力达到他体重的5倍.飞船进入轨道后,21h内环绕地球飞行了14圈,将飞船运行的轨道简化为圆形.求:(1)点火发射时,火箭的最大推力.(g=10m/s2)
(2)飞船运行轨道与同步卫星的轨道半径之比.
【答案】分析:(1)根据牛顿第二定律求出宇航员的加速度,再对火箭运用牛顿第二定律,求出最大推力.
(2)因为飞船和同步卫星的中心天体都是地球,根据开普勒第三定律求出飞船和同步卫星的半径之比.
解答:解:(1)对宇航员,由牛顿第二定律:N-mg=ma,N=5mg
对火箭由牛顿第二定律:F-Mg=Ma
解得:F=5Mg=2.4×107N
故火箭的最大推力为2.4×107N.
(2)飞船的运行周期T1==1.5h,地球同步卫星的周期T2=24h
由开普勒定律:得,
故飞船运行轨道与同步卫星的轨道半径之比为.
点评:解决本题的关键掌握牛顿第二定律,以及开普勒第三定律.本题第(2)问也可根据万有引力提供向心力分析.
(2)因为飞船和同步卫星的中心天体都是地球,根据开普勒第三定律求出飞船和同步卫星的半径之比.
解答:解:(1)对宇航员,由牛顿第二定律:N-mg=ma,N=5mg
对火箭由牛顿第二定律:F-Mg=Ma
解得:F=5Mg=2.4×107N
故火箭的最大推力为2.4×107N.
(2)飞船的运行周期T1==1.5h,地球同步卫星的周期T2=24h
由开普勒定律:得,
故飞船运行轨道与同步卫星的轨道半径之比为.
点评:解决本题的关键掌握牛顿第二定律,以及开普勒第三定律.本题第(2)问也可根据万有引力提供向心力分析.
练习册系列答案
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2003年10月15日我国成功发射了“神舟五号”飞船,总质量为7790公斤,它在太空飞行14圈、历时21小时斤,成功返回:2005年10月12日又成功发射了“神舟六号”,总质量为8吨多,它在太空飞行77圈、历时115小时33分后,成功返回.假定两飞船的运动近似为匀速圆周运动,两飞船的运行周期近似相等.比较两飞船的飞行情况可知( )
A、两者运行时的角速度相等 | B、两者运行的离地面的高度相等 | C、两者运行时的向心加速度大小相等 | D、两者运行时受到的万行引力大小相等 |